中学数学 阿伏伽德罗常数的应用 教案

专题——阿伏伽德罗常数的应用

一、关于阿伏加德罗常数(N A)的正误判断

1．阿伏加德罗常数(N A)的应用是高考中的经典题型，常为正误判断型选择题，主要考查以物质的量为中心的简单计算及N A与物质的关系。解答该类题目的方法思路：

由已知条件计算对应物质的物质的量→分析该物质的微观组成

→计算确定目标微粒的数目→判断选项是否正确

2．阿伏加德罗常数(N A)正误判断题，涉及的知识点比较琐碎，需要注意的细节性问题比较多，解答此类题目往往容易出错。解题时，一定要注意选项所给的条件，仔细审题，否则会掉入“陷阱”之中。常见的“陷阱”有：

(1)陷阱之一：状况条件。若给出在非标准状况，如已知常温常压下气体的体积，不能用22.4 L·mol－1进行计算。

(2)陷阱之二：物质状态。已知在标准状况下非气态的物质(如水、酒精、三氧化硫等)，不能用22.4 L·mol－1进行计算。

(3)陷阱之三：单质组成。气体单质的组成除常见的双原子外，还有单原子分子(如He、Ne等)、多原子分子(如O3等)。

(4)陷阱之四：粒子种类。粒子种类一般有分子、原子、离子、质子、中子、电子等。解答时要看准题目要求，防止误入陷阱。

[快速记忆]

标准状况非气体，摩尔体积无法算；

气体须在标况下，牢记此点防错点；

物质混合寻简式，微粒计算并不难；

物质状态须牢记，阿氏常数是热点。

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(1)物质分子中的电子数(或质子数)计算方法

①依据原子中：核电荷数＝核外电子数＝质子数，先确定组成该物质各元素原子的电子数(或质子数)。如水中氢元素原子的电子数(或质子数)为1，氧元素原子的电子数(或质子数)为8。

②根据该物质的分子组成，计算其分子中的电子数(或质子数)。如水分子含有两个氢原子和一个氧原子，水分子中的电子数(或质子数)为1×2＋8＝10。

(2)一定量的物质与粒子数目之间的关系

具有相同最简式的不同物质，当质量相同时，所含的分子数不同，但原子数、原子中的各种粒子(如质子、电子)数都相同。

①16 g O2与16 g O3含有相同的原子数、电子数等；

②16 g O2和O3的混合物中共含有N A个氧原子；

③46 g NO2与N2O4的混合物所含的原子数为3N A；

④42 g C2H4与C3H6的混合气体所含的原子数为9N A；

⑤64 g S6与S8的混合物中所含硫原子数一定为2N A。

1．设N A为阿伏加德罗常数的值。则下列说法正确的是()

A．标准状况下，2.24 L水中含有原子总数为0.3N A

B．28 g C2H4和C4H8的混合气体中，含有的H原子个数为4N A

C．1 mol·L－1的硫酸钠溶液中含有钠离子个数为N A

D．1 mol Cl2和22.4 L H2所含有的原子个数均为2N A

答案B

解析标准状况下，水为非气态物质，因此水的物质的量大于0.1 mol，选项A错误；28 g C2H4的物质的量为1 mol，含有4 mol H原子；28 g C4H8的物质的量为0.5 mol，含有4 mol H原子，因此不论两种气体如何混合，所含H原子的物质的量均为4 mol，即H原子个数为4N A，选项B正确；没有给出溶液的体积，因此无法确定硫酸钠的物质的量，即无法确定钠离子个数，选项C错误；没有给出气体所处的状态，因此无法确定22.4 L氢气的物质的量一定为1 mol，选项D错误。

2．(2019·山西应县一中月考)设阿伏加德罗常数的值为N A，则下列说法正确的是() A．标准状况下，22.4 L CO2含22N A个电子

B．22.4 L O3含3N A个原子

C．标准状况下，0.3 mol SO2中含氧原子数为0.3N A

D．常温下，9.5 g MgCl2固体中含有0.2N A个离子

答案A

解析22.4 L O3的物质的量不一定是1 mol，因此不一定含3N A个原子；标准状况下，0.3 mol SO2中含氧原子数为0.6N A；常温下，9.5 g MgCl2固体的物质的量是9.5 g÷95 g·mol－1＝0.1 mol，其中含有0.3N A个离子。

3．(2019·河南省沁阳一中月考)设N A为阿伏加德罗常数的值，则下列叙述中正确的是() A．6.02×1022个H2SO4分子中含H原子2N A个

B．在0 ℃、101 kPa时，22.4 L氢气中含有N A个氢原子

C．14 g氮气中含有7N A个电子

D．N A个一氧化碳分子和0.5 mol甲烷的质量比为7∶4

答案C

解析 6.02×1022个H2SO4分子的物质的量是0.1 mol，其中含H原子0.2N A个；在0 ℃、101 kPa 即标况下时，22.4 L H2的物质的量是1 mol，其中含有2N A个氢原子；N A个一氧化碳分子是1 mol，质量是28 g,0.5 mol甲烷的质量是0.5 mol×16 g·mol－1＝8 g，二者的质量比为7∶2。

4．(2019·陕西煤炭建设公司一中月考)N A代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是() A．2.3 g钠由原子变成离子时，失去的电子数为0.1N A

B．0.2N A个硫酸分子含有的氧原子数为0.2N A

C．28 g氮气所含的原子数为N A

D．N A个氧分子与N A个氢分子的质量比为8∶1

答案A

解析1个硫酸分子中含4个氧原子，0.2N A个硫酸分子含有的氧原子数为0.8N A，故B错误；

28 g氮气中含有的氮原子的物质的量为2 mol，其个数为2N A个，故C错误；N A个氧分子与N A个氢分子的物质的量均为1 mol，故两者的质量之比为32∶2＝16∶1，故D错误。5．(2019·桂林十八中期中)若N A表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是()

①标准状况下，2.24 L四氯化碳含碳原子数为0.1N A

②标准状况下，a L氧气和氮气的混合气含有的分子数约为aN A

22.4

③1 mol·L－1 Mg(NO3)2溶液中含有NO－3的数目为2N A

④同温同压下，体积相同的氢气和氩气所含的原子数相等

⑤46 g NO2和N2O4混合气体中含有原子数为3N A

⑥1 L 0.5 mol·L－1 Na2SO4溶液中，含有的氧原子总数为2N A

A．②⑥B．②⑤C．②③D．②③⑥

答案B

解析标准状况下四氯化碳不是气体，故①错误；溶液的体积未知，不能计算硝酸根离子的数目，故③错误；氢气是双原子分子，氩气是单原子分子，所含原子数不同，故④错误；溶剂水中也含有氧原子，所以无法计算溶液中氧原子的数目，故⑥错误。

二、关于阿伏加德罗常数的综合应用

6．下列有关混合物的说法不正确的是()

A．28 g N2和CO混合气体的分子数一定为N A

B．3.36 L CO2和N2O混合气体的物质的量一定为0.15 mol

C．分子数为3.01×1023的CH4和NH3的混合气体的物质的量为0.5 mol

D．含1 mol氧原子的O2和O3的混合气体的质量为16 g

答案B

解析N2和CO的摩尔质量均为28 g·mol－1，28 g N2和CO的混合物的物质的量为1 mol，其分子数为N A，A选项正确；由于温度与压强未确定，故3.36 L CO2和N2O混合气体的物

质的量不一定为0.15 mol，B选项不正确；由n＝N

N A可知，分子数为3.01×1023的CH4和NH3的混合气体的物质的量为0.5 mol，C选项正确；由m＝n×M可知含1 mol氧原子的O2和O3的混合气体的质量为16 g，D选项正确。